LTE两天线共RRU部署研究

上海邮电规划设计研究院有限公司北京分公司 芦 翔

中国通信建设集团设计院有限公司第一分公司 邢金柱

LTE两天线共RRU部署研究

上海邮电规划设计研究院有限公司北京分公司 芦 翔

中国通信建设集团设计院有限公司第一分公司 邢金柱

随着LTE覆盖范围的不断扩大，LTE基站的建设重点逐渐由市区县城等业务密集区向广大的乡镇及高速以下道路等业务相对较小区域转移。如何进行低成本建设，提高效益，成为运营商比较关注的问题。采用两天线共RRU方式用于低流量覆盖型场景建设，可以在保障网络能力的条件下通过节约信源投资降低建设成本。本文对两天线共RRU几种实施方法从覆盖能力、适用场景、建设方式等方面进行论述及研究。最后结合H省建设情况给出应用场景、使用方法和部署策略。

LTE；共RRU；1T2R；功分；应用场景；部署策略等

1.背景

随着LTE覆盖范围的不断扩大，LTE基站的建设重点逐渐由市区县城等业务密集区向广大的乡镇及高速以下道路等业务相对较小区域转移。为节约建设投资，提高效益，需要推进精细化建设。特别是针对低流量覆盖型场景，需要采用各种建设方式，进行低成本建设。

本文结合笔者实际工作经验，通过多种两天线共RRU的建设方法的研讨与比较，探索各种方法的适用场景及部署策略，规范低流量场景建设方法。

2.两天线共RRU方案研讨

2.1 两天线共RRU建设方案介绍

下面就1、2小区采用共RRU方案介绍降低单站投资的方法。主要有以下三种方式：

1）功分方式：拆除第2小区RRU，将第1小区的RRU通过4个1/2功分器做功分后与1、2小区的2面天线分别相连，仍保证每个小区为2T4R配置；

2）合并小区两扇区1T2R方式：拆除第2小区RRU，将第1小区RRU的4个馈线接口分别连接两个方向的天线，并设置原两个小区合并为单小区两天线（1T2R）配置，配置同一个PCI，PCI规划时建议按照三小区基站进行规划，建议预留一个PCI待后期业务量提升后增加小区使用；

3）1T2R双小区方式：拆除第2小区RRU，将第1小区RRU的4个馈线接口分别连接两个方向的天线，并保持两个小区的独立设置，即两个独立的1T2R小区，需配置不同的PCI，三个小区按照顺时针方向从正北方向开始，组内ID分别配置为0,1,2；相邻eNB分配不同的小区组ID并在整网复用。由于两小区分别使用RRU内两个功放，两小区可以独立设置发射功率。

三种改造方法的天馈连接方式及小区设置方式如图2-1所示。

2.2 两天线共RRU方案比较

功分方式，保持了MIMO增益，用户速率较高，但由于引入功分器，基站发射功率下降3～4db，覆盖范围有一定缩小；连线复杂、增加了故障点，给工程建设和维护带来一定的困难。

合并小区两扇区1T2R和1T2R双小区方式，工程实施简单，覆盖距离和传统2T4R建设方式相近，但由于缺少了MIMO增益，用户速率有一定程度下降。合并小区方式在两个扇区覆盖重叠区域存在2T4R MIMO增益，速率明显优于双小区方式。同时两天线对应同一小区，不存在切换。因此低流量场景该类建设应优选1T2R合并小区方式。

图2-1 两天线共RRU连接方式示意图

3.单RRU双小区建设案例分析

选取L市某乡镇区域室外宏站A站进行低流量场景基站设置节约化改造和试验测试。该站位于平原农村，周边主要覆盖目标为周边乡镇、村庄及县乡连接道路。基站周边环境情况如图3-1所示：

图3-1 L市低流量场景建设案例实景及测试范围

本次前后共测试4种建设模式：

（1）改造前2T4R方式（两小区，每小区发射功率2*60W）；

（2）2T4R功分方式（两小区，发射功率4*30W，不计器件损耗）；

（3）1T2R合并小区方式（单小区，发射功率2*60W，天线方向不变）；

（4）1T2R双小区方式（两小区，每小区发射功率60W）。

4种场景中1、2扇区的天线方位角、下倾角均保持一致。测试区域位于基站改造小区覆盖区域，进行区域内DT测试和定点测试。定点测试在每种场景下，选取两扇区重叠带固定近点和远点进行1分钟上传/下载测试，并记录测试结果。

①测试结果

1）DT路测

RSRP路测结果如图3-2所示：

图3-2 四种建设模式RSRP测试结果

测试覆盖指标如表3-1所示：

表3-1 四种建设方式测试结果

②测试结论

由测试结果看出现网原始2T4R配置下，DT覆盖水平最优：平均RSRP-95.98dBm，RSRP大于-105dBm比例为76.4%。其余三种配置下，平均RSRP均降低约2dB， RSRP大于-105dBm比例由高到低分别是功分配置、1T2R合并小区配置、1T2R双小区配置。

不同配置下DT测试平均SINR基本相同，现网原始配置和功分配置下平均速率较高，1T2R合并小区与双小区平均下行速率降低约10Mbps。近点1T2R双小区速率最低，1T2R合并小区方式与功分方式可比；远点1T2R两种方式速率都是功分和2T4R方式的一半左右。三种改造方式与现网原始配置比较，对上传速率影响不大。

原因分析：

合并小区两扇区1T2R方式在两天线的重合覆盖区存在部分MIMO增益，在部分区域覆盖水平得到增强，整体速率水平会略好于1T2R两小区方式。

1T2R两小区配置下，即使在无线环境很好的情况下，该配置无法实现MIMO双流传输，峰值速率为其他配置的一半。

4.单RRU双小区使用总结

在LTE网络建设阶段，乡镇、道路等低流量场景的话务模型不同于城区，它具备地域广、人口分散、业务需求低、无线环境相对简单等特性，因此低流量场景的网络规划要具备场景特性，在满足用户业务需求的情况下，达到基站“广覆盖”、“速率适中”、“容量适中”、“节省投资”的目的，提高投资收益比。

三种单RRU双小区建设方式与传统2T4R建设方式在覆盖、容量、速率、投资进行对比，统计如表3-2所示：

表3-2 四种建设方式比较

现网小区改造为单RRU覆盖后，单站投资可降低30%，但区域整体覆盖能力降低：DT测试平均RSRP降低约2～3dB，远点测试速率功分方式降低20%左右，1T2R方式降低50%左右，室内深度覆盖能力无法保证。单RRU配置适用于环境较为空旷，室内用户数量少、速率需求较低的区域。

虽然2T4R加功分方式速率优势明显，但由于增加了功分器带来了插入损耗，覆盖能力较1T2R方式略差。同时考虑到增加功分器方式，施工难度较大，维护问题点较多，不建议大量使用。而1T2R合并小区方式在两个扇区覆盖重叠区域存在2T4R MIMO增益，速率明显优于双小区方式。同时两天线对应同一小区，不存在切换。因此低流量场景该类建设应优选1T2R合并小区方式。

分场景两天线共RRU使用建议。

市区、县城、发达乡镇、重要景点等有特定速率及容量需求区域采用传统2T4R方式覆盖。

山区乡镇，一般景区，高速等以覆盖为优先目标的区域应优选1T2R合并小区方式覆盖；如有三个方向需要覆盖，建议采用2个RRU，对其中较重要覆盖目标建议采用独立RRU覆盖，其他2小区采用1T2R合并小区方式覆盖。

重点县城乡镇周边，城乡结合部等部分区域强调容量及速率感知区域，建议综合考虑1T2R和功分方式建设。

[1]韩志刚.LTE FDD技术原理与网络规划[M].人民邮电出版社.

[2]程鸿雁,朱晨鸣,等.LTE FDD网络规划与设计[M].人民邮电出版社.

[3]沈嘉.3GPP长期演进(LTE)技术原理与系统设计[M].人民邮电出版社.

芦翔，毕业于上海交通大学，北京邮电大学工程硕士，工程师，长期从事无线网规划、设计、研究工作。

邢金柱，毕业于河北大学，硕士研究生，工程师，长期从事无线网规划、设计、研究工作。